package com.leetcode;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

/**
 * 46. 全排列
 * 回溯
 * 使用标记数组来处理填过的数是一个很直观的思路，但是可不可以去掉这个标记数组呢？
 * 毕竟标记数组也增加了我们算法的空间复杂度。
 * 答案是可以的，我们可以将题目给定的 nn 个数的数组 nums 划分成左右两个部分，
 * 左边的表示已经填过的数，右边表示待填的数，我们在回溯的时候只要动态维护这个数组即可。
 * 具体来说，假设我们已经填到第 first 个位置，那
 * 么 nums 数组中 [0,first−1] 是已填过的数的集合，
 * [first,n−1] 是待填的数的集合。我
 * 们肯定是尝试用 [first,n−1] 里的数去填第 first 个数，
 * 假设待填的数的下标为 i，那么填完以后我们将第 i 个数和第 first 个数交换，
 * 即能使得在填第 first+1 个数的时候 nums 数组的 [0,first] 部分为已填过的数，
 * [first+1,n−1] 为待填的数，回溯的时候交换回来即能完成撤销操作
 *
 * @author fy
 * @date 2022/4/27 20:33
 */
public class Solution46_2 {

    public List<List<Integer>> permute(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();

        // 提前将所有数据填入到子列表中
        List<Integer> output = new ArrayList<>();
        for (int num : nums) {
            output.add(num);
        }

        int n = nums.length;
        // 动态规划, 挨个替换对应下标的元素
        backtrack(n, output, res, 0);
        return res;
    }

    public void backtrack(int n, List<Integer> output, List<List<Integer>> res, int first) {
        // 所有数都填完了
        if (first == n) {
            res.add(new ArrayList<>(output));
        }
        for (int i = first; i < n; i++) {
            // 动态维护数组
            Collections.swap(output, first, i);
            // 继续递归填下一个数
            backtrack(n, output, res, first + 1);
            // 撤销操作
            Collections.swap(output, first, i);
        }
    }

}
